Свойства электрического синапса

Первым таким признаком является временная задержка, те самые 0,8 мс в случае электрического синапса ждать задержки не было оснований. Другим отличительным свойством химических реакций является их сильная температурная зависимость. Чем выше температура (в определенных пределах), тем быстрее идет реакция. В случае злектрических синапсов ожидать такой зависимости также не приходилось. Кроме того, при изучении химических синапсов было показано, что для их работы нужны ионы кальция в среде, омывающей клетки. Замена кальция на магний блокировала передачу сигнала через химический синапс. И вот в 1957 г. с помощью микроэлектродов был Открыт синапс, в котором сигнал передавался практически без задержки, передача слабо зависела от температуры п не блокировалась магнием. Был открыт первый чисто электрический синапс. Это показалось странным исключением, да и синапс открыли всего лишь у какого-то речного рака. Но лиха беда начало. Вскоре электрические синапсы открыли у рыб KomeKj обезьян... [c.158]

Свойства электрического синапса [c.189]

Электрофизиологическими критериями электрической синаптической передачи являются 1) отсутствие синаптической задержки 2) проведение возбуждения в обоих направлениях (хотя некоторые электрические синапсы обладают выпрямляющими свойствами, т.е. коэффициент связи от пресинаптической мембраны к постсинаптическому нейрону больше, чем в обратном [c.207]

Ответ на этот вопрос был получен в работах исследователей из Стэнфордского университета Джона Николлса и его сотрудников. Рассмотрим сначала Ь-нейрон. В тело этого нейрона и в тело сенсорного нейрона, расположенного в том же ганглии, были введены микроэлектроды. Прямое раздражение сенсорного лейрона путем подачи электрического импульса через внутриклеточный электрод приводило к возникновению в этом нейроне потенциала действия. Это сопровождалось и реакцией со сто-,роны Ь-нейрона, которая заключалась в деполяризующем синаптическом потенциале, вызывавшем возникновение небольшого по амплитуде импульса (см. рис. 20.2). Анализ латентных периодов и других свойств потенциалов, возникавших при стимуляции всех трех разновидностей сенсорных нейронов, показал, что Т-нейрон соединен с Ь-нейроном электрическим синапсом, Ы-нейрон — химическим синапсом, а Р-нейрон — и электриче- Ским, и химическим синапсами. Было обнаружено также, что химические синапсы обладают высокой пластичностью при повторном раздражении ответ в них существенно облегчается. Напротив, ответы, опосредуемые электрическими синапсами, оставались сравнительно неизменными (рис. 20.2). [c.52]

Основные свойства электрических синапсов вытекают из самой природы этих прямых контактов. Проведение возбуждения в таких синапсах осуществляется быстро, с небольшой задержкой или практически без задержки. В этих синапсах ток возможен в обоих направлениях, однако иногда сопротивление в одном из направлений выше, чем в другом (выпрямляющий эффект). Электрические синапсы позволяют синхронизировать активность групп нейронов. Кроме того, они дают возможность получать постоянные, стереотипные реакции при многократных [c.178]

Из нашего рассказа вы поняли, что электрические синапсы (ЭС) устроены просто, химические (ХС) — посложней, тем более, что мы до сих пор разобрали только один из многих видов ХС — нервно-мышечный. Как же осуществляется разделение труда между этими двумя видами синапсов Обычно в организме они используются в таких нервных цепях, где их свойства оказываются наиболее полезными. [c.169]

В синапсе мембрана мышечной клетки ведет себя как преобразователь, который превращает химический сигнал, т.е. определенную концентрацию нейромедиатора, в сигнал электрический. Это осуществляется с помощью ли-ганд-зависимых ионных каналов, находящихся в постсинаптической мембране. Связывание нейромедиатора с этими каналами с наружной стороны мембраны вызывает изменение их конформации-каналы открываются, пропуская через мембрану ионы и тем самым изменяя мембранный потенциал. В отличие от потенциал-зависимых каналов, ответственных за возникновение потенциалов действия и выделение медиатора, лигаяд-зависимые каналы относительно нечувствительны к изменениям мембранного потенциала (рис. 18-29) и потому не способны к самоуснливающемуся возбуждению типа все или ничего . Вместо этого они генерируют электрический сигнал, сила которого зависит от интенсивности я продолжительности внешнего химического сигнала, т.е. от того, сколько медиатора выводится в синаптическую щель и как долго он там остается. Это свойство лиганд-зависимых каналов важно для обработки информации в синапсах, и мы рассмотрим его позднее. [c.99]

В гл. 1 уже говорилось о то.м, что практически все функции нейронов в большей или меньшей степени обусловлены свойствами мембран. В частности, мембранную природу имеют такие явления как распространение нервных импульсов, их электрическая или химическая передача от клетки к клетке, активный транспорт ионов, клеточное узнавание и развитие синапса, взаимодействие с нейромодуляторами, нейрофармакологическими веществами и нейротоксинами. Такой, несколько односторонний взгляд уточняется в настоящей главе рассмотрением цитоплазмы нейронов. Хотя в основном она сходна с цитоплазмой других клеток — в ней обнаружены те же органеллы (а также синаптические везикулы) и ферменты (и, кроме того, участвующие в метаболизме медиаторы), однако нейрональная цитоплазма адаптирована специфическим образом именно к функциям нейронов. [c.303]

Нейроны и глиальные клетки центральной нервной системы позвоночных образуются из клеток эпителия нервной трубки. Завершив последнее деление, нейроны обычно мигрируют упорядоченным образом вдоль отростков радиальных глиальных клеток на новые места, откуда нейроны посылают аксоны и дендриты по вполне определенным путям для установления надлежащей системы связей. По-видимому, образование нервно-мышечных соединений определяется нейронной специфичностью мотонейроны, предназначенные для иннервации определенной мышцы, ведут себя так, как будто они обладают определенными свойствами, благодаря которым предпочтительно иннервируют именно эту мышцу, даже в случае искусственного перемещения тела нейрона. Мотонейроны, не установившие связи с мышцей, обычно погибают, как, впрочем, и многие мотонейроны, установившие такую связь. Выживание этих клеток каким-то образом зависит, по-видимому, от электрической активности их гибель можно предотвратить с помощью веществ, блокирующих передачу возбуждения в нервно-мышечном синапсе. Выжившие нейроны сначала образуют излишек синапсов, так что каждая мышечная клетка получает аксоны от нескольких разных мотонейронов. Лишние синапсы затем уничтожаются в результате конкуренции, и мышечные клетки сохраняют по одному и только по одному синапсу. Если клетка мышцы полностью денервирована, она выделяет фактор, побуждающий ближайшие аксоны к образованию веточек для восстановления иннервации. [c.146]

Хотя мембрана дендритов и тела большинства нейронов богата рецепторными белками, она содержит очень мало потенциал-зависимых натриевых каналов и поэтому относительно невозбудима. Одиночные ПСП, как правило, не приводят к возникновению потенциала действия. Каждый пришедший сигнал точно отображается величиной градуального ПСП, которая уменьшается по мере удаления от входного синапса. Если сигналы одновременно приходят к синапсам, находящимся на одном и том же участке дендритного дерева, то общий ПСП будет близок к сумме индивидуальных ПСП, причем тормозные ПСП будут учитываться с отрицательным знаком В то же время суммарное электрическое возмущение, возникшее в одном постсинаптическом участке, будет распространяться на другие участки благодаря пассивным кабельным свойствам мембраны дендрита. [c.320]

Во всех клетках тела плазматическая мембрана регулирует обмен веществ между клеткой и ее средой. Для нервных клеток это особенно важно по ряду причин. Во-первых, мембрана регулирует движение веществ, которые непосредственно связаны с нервной сигнализацией. Во-вторых, мембрана служит местом электрической активности, лежащей в основе быстрой нервной сигнализации. В-третьих, она служит местом действия пептидов и гормонов. И наконец, ее участки образуют синапсы, где сигналы передаются от одной клетки к другой. Таким образом, значительная часть нейробиологии имеет дело именно с организацией и свойствами плазматической мембраны нейрона, и в следующих главах мы узнаем об этих свойствах гораздо больше. [c.82]

Отметим, что медиаторы из типичных синапсов частично тоже диффундируют в межклеточную жидкость и попадают в кровь, и наоборот — из крови могут проникать в синапсы. Последнее свойство позволяет выяснить, какие физиологические функции регулируются данным медиатором. Например, введение в кровь экспериментальному животному ацетилхолина вызывает такие же реакции органов, как и раздражение электрическим током холинергических нервов. На этом же свойстве [c.542]

В покое эксцентрическая клетка обладает фоновой активностью, имеющей вид эпизодических низкоамплитудных волн деполяризации, называвшихся вначале волнами Индла по имени открывшего их исследователя. Они представляют собой реакции фоторецепторов на воздействие одиночных фотонов, переданные в эксцентрическую клетку через электрические синапсы. При световой стимуляции эти дискретные события сливаются в градуальный рецепторный потенциал, который деполяризует мембрану (см. также рис. 17.12 внизу). Имеются свидетельства того, что ионные свойства мембраны, обсуждавшиеся выше для фоторецепторов морского желудя, в большей или меньшей степени приложимы также к случаю генерации рецепторного потенциала у Limulus. [c.429]

Развитие нервной системы удобно разделить на три этапа, которые частично перекрываются. Па первом этапе нейроны образуются в соответствии с собственной программой клеточной пролиферации и вновь образуюш,иеся клетки мигрируют из мест своего рождения , чтобы упорядоченным образом расположиться в других участках. Па втором этапе от клеток отрастают аксоны и дендриты, кончики которых продвигаются с помощью конусов роста Конусы роста перемешаются по строго определенным путям, направляемые главным образом контактными взаимодействиями с поверхностью других клеток или с компонентами внеклеточного матрикса. Пейропы, предназначенные для связи с разными мишенями, ведут себя так, как если бы они обладали разными, только им присущими особенностями (нейронная специфичность), что может выражаться в различных свойствах клеточной поверхности, позволяющих конусам роста выбирать разные пути. В конце своего пути конус роста встречается с клеткой, с которой он должен образовать синапс, и оказывается под влиянием нейротропных факторов, выделяемых этой клеткой. Эти факторы регулируют ветвление аксона и передвижение конусов роста вблизи ткани-мишени и, кроме того, когггролируют выживание нейронов, которым принадлежат конусы роста. С помощью этих двух эффектов нейротропные факторы, такие как фактор роста нервов (ФРП), регулируют плотность иннервации тканей-мишеней. Па третьем этапе развития нервной системы, который будет рассмотрен в следующем разделе, образуются синапсы, а затем схема связей уточняется с помощью механизмов, зависящих от электрической активности. [c.362]

Выяснив электрические свойства клетки в состоянии покоя, рассмотрим процессы, связанные с возбуждением мембраны. Состояние возбуждения можно определить как временное отклонение мембранного потенциала от потенциала покоя, вызванное внешним стимулом. Этот электрический или химический стимул возбуждает мембрану, изменяя ее ионную проводимость, т. е. сопротивление в контуре снижается (рис. 5.4). Возбуждение распространяется от стимулированного участка к близлежащим областям мембраны, в которых наблюдается изменение проводимости, а следовательно, и потенциала. Такое распространение (генерация) возбуждения называется импульсом. Различаются два типа импульсов потенциал действия, когда сигнал распространяется неизмененным от участка возбуждения к нервному окончанию, и локальный потенциал,. быстро уменьшающийся по мере удаления от участка возбуждения. Локальные потенциалы обнаружены в синапсах воз-буждающие постсинаптические потенциалы (е. р. з. р.) и ингибиторные постсинаптические потенциалы ( . р.з.р.)) и в сенсорных нервных окончаниях рецепторные или генераторные потенциалы). Локальные потенциалы могут суммироваться, т. е. они могут увеличиваться при последующих возбуждениях, тогда как потенциалы действия не обладают такой способностью-и возникают по принципу все или ничего . [c.115]

Однако не следует думать, что выработка любого условного рефлекса связана с изменением электрических свойств клеточных мембран. Сейчас изучены случаи, когда выработка рефлекса обусловлена другим механизмом — изменением эффективности работы синапса, т. е. действительно проторением пути . [c.279]

Эти эксперименты показывают, каким образом рецепторы, связанные с G-белком, могут передавать кратковременные сигналы, приводящие к стойким изменениям электрических свойств синапса и, следовательно, поведенггя животного. Фосфорилирование S-каналов представляет собой одг1у из форм памяти, но это лишь кратковременная память, которая легко стирается при воздействии фосфопротеипфосфатаз (дефосфорилирующих S-капалы) и ограничена временем жизни белков, образующих S-каналы. Механизм долговременной памяти, возникающей при повторном воздействии болевого стимула, не известен, но он отличается от кратковременной памяти он требует синтеза новой РПК [c.333]

Наиболее очевидный фактор — это активность пресинаптиче-ского нервного волокна. Как показано на рис. 18.10А, в постсинаптической мишени возможны различные эффекты. Активность пресинаптического волокна может влиять на дифференцировку мышечной трубки и превращение ее в зрелую мышечную клетку (путем выброса медиатора или прямого электрического воздействия). Пресинаптическая активность может также вносить свой вклад в формирование других свойств мышечной мембраны. В месте самого контакта выделение медиатора (ацетилхо-лина) в результате пресинаптической активности влияет на распределение рецепторов ацетилхолина вне зоны синапса и способствует стабилизации отложений фермента холинэстеразы. [c.22]

ЛЫ открываются, пропуская через мембрану ионы и изменяя тем самым мембранный потенциал. В свою очередь сдвиг мембранного потенциала, если он достаточно велик, заставляет потенциалзависимые каналы открьпъся, и в результате возникает потенциал действия (рис. 19-24). В отличие от потенциал-зависимых каналов лиганд-зависимые каналы относительно нечувствительны к изменениям мембранного потенциала и поэтому не способны к самоусиливающемуся возбуждению типа всё или ничего . Вместо этого они генерируют электрический сигнал, сила которого зависит от интенсивности и продолжительности внешнего химического сигнала, т. е. от того, сколько медиатора выводится в синаптическую щель и как дел го он там остается. Как мы увидим позже, это свойство лиганд-зависимых каналов имеет большое значение для обработки информации в синапсах, [c.313]

СКИХ окончаниях сенсорных нейронов синапсы (рис. 19 1), выделяющие серотонин (а также некоторые нейропептиды). Эффект облегчающих нейронов можно имитировать, воздействуя серотонином непосредственно на мембрану сенсорных нейронов, у которых окончания пресинаптического аксона содержат серотониновые рецепторы. Действие этих рецепторов опосредуется G-белком серотонин, связываясь с рецепторами, активирует аденилатциклазу, в результате чего повышается внутриклеточная концентрация циклического АМР, который в свою очередь активирует А-киназу (разд. 12.4.1). Именно эта протеинкиназа изменяет электрические свойства мембраны сенсорного нейрона, ф осфорилируя особую группу калиевых каналов (рис. 19-42). [c.333]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология